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矿物简介
硅藻土是一种生物成因的硅质沉积岩，它主要由古代硅藻的遗骸所组成。其化学成分以SiO2为主，可用SiO2·nH2O表示，矿物成分为蛋白石及其变种。
硅藻土中的SiO2，在结构、成分上与其他矿物和岩石中的SiO2不同，它是有机成因的无定形蛋白石矿物，通常称为硅藻质氧化硅(Diatomite silica)。硅藻土除含水和SiO2外，还含有少量Fe、Al、Ca、Mg、K、Na等杂质，矿物组成除硅藻外，常伴生有各种粘土及石英、白云石等。
硅藻土中的硅藻，按其硅藻壳壁的形状和结构可分为两大类:辐射硅藻类和羽纹硅藻类。辐射硅藻类硅藻土，发现于自侏罗纪到现代的沉积物中。硅藻有圆形、椭圆形、及三角形藻瓣。结构呈放射状，同心状排列，无缝。羽纹硅藻类硅藻土出现于渐新世到现代的沉积物中，形状较复杂，有披针形、线性、S形等。
纯净的硅藻土，一般呈白色，常因含铁的氧化物或有机质，被污染成灰白、浅黄、灰至黑色。条痕为白色，土状光泽、无解理、质轻、多孔、易碎成土状，但硅藻微粒的硬度可达4.5~5。硅藻土的密度视杂质含量而变，一般纯净干燥的土块密度为0.4~0.5g/cm3。熔点1400~1650℃，除氢氟酸外不溶于其他酸类，但易溶于碱。硅藻土的孔隙率大，能吸附自身重量1.5~ 4.0倍的水。硅藻土的特殊孔隙结构表现在四个方面:即堆密度0.2~0.6 g/cm3;孔体积0.4~1.4 cm3/g;比表面积19~65m2/g;孔半径500~8000×10-10m。
根据矿石中粘土等杂质含量的不同，硅藻土可分为硅藻土、含粘土硅藻土、粘土质硅藻土和硅藻粘土等类型。其中，硅藻土为主要矿石类型，白-灰白色及灰绿色，质轻，细腻，多孔隙，具生物结构。各类硅藻含量大于90%，粘土含量小于5%，矿物碎屑1%左右;含粘土硅藻土为较主要矿石类型，硅藻含量大于75%，粘土含量5%-25%，矿物碎屑2%左右，其它特征与硅藻土相同;粘土质硅藻土，硅藻含量50%-70%，粘土矿物含量25%-30%，矿物碎屑5%左右，灰黄-灰绿色，较致密，粘结性强;硅藻粘土，灰黄-灰绿色，较致密，粘结性强，硅藻含量30%-40%，粘土含量5%，矿物碎屑3%-10%左右。硅藻粘土多为硅藻土与粘土之间的过渡类型。
硅藻土特殊的结构构造，使其具有诸多特殊的技术和物理性能，主要包括大孔隙度、强的吸附性、质轻、隔音、耐热、耐磨和碱反应活性等。
中国硅藻土资源比较丰富，在许多省、自治区都有发现，主要分布于东部和西南地区，其中以山东临朐、浙江嵊县、吉林长白、云南寻甸、四川攀西等矿床最为著名(图1-3)。硅藻土矿床的形成时代多为新生代第三纪中、上新世或更新世，这与世界上大多数硅藻土矿床形成的时代特点相同。由于这一时期的基性火山活动频繁，断裂活动强烈，形成许多断陷盆地，常常在玄武岩喷溢的间歇，形成对硅藻土沉积极为有利的环境。
全国已发现的硅藻土矿床(点)共40余处，已开发的有13处。除浙江、吉林、云南和四川等地外，广东等地也发现了不少有前景的矿床。
性质结构
硅藻土(Diatomite)是一种生物成因的硅质沉积岩，主要由古代硅藻遗骸组成，其化学成分主要是SiO2,含有少量的Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、P2O5和有机质。SiO2通常占80%以上，最高可达94%。优质硅藻土的氧化铁含量一般为1~1.5%，氧化铝含量为3~6%。
硅藻土的矿物成分主要是蛋白石及其变种，其次是粘土矿物—水云母、高岭石和矿物碎屑。矿物碎屑有石英、长石、黑云母及有机质等。有机物含量从微量到30%以上。
硅藻土的颜色为白色、灰白色、灰色和浅灰褐色等，有细腻、松散、质轻、多孔、吸水和渗透性强的特性。
硅藻土中的硅藻有许多不同的形状，如圆盘状、针状、筒状、小环状、羽状等。松散密度为0.3~0.5g/cm3,莫氏硬度为1~1.5(硅藻骨骼微粒为4.5~5mm),孔隙率达80~90%，能吸收其本身重量1.5~4倍的水，是热、电、声的不良导体，熔点1650~1750°C，化学稳定性高，除溶于氢氟酸以外，不溶于任何强酸，但能溶于强碱溶液中。
硅藻土的二氧化硅多数是非晶体，碱中可溶性硅酸含量为50~80%。非晶型二氧化硅加入到800~1000°C时变为晶质二氧化硅，碱中可溶性硅酸可减少到20~30%。
根据矿石中各种矿物含量的不同，硅藻土矿可分为硅藻土、含粘土硅藻土、粘土质硅藻土、硅藻粘土等几种矿石。
硅藻土为主要矿石类型。白—灰白色及灰绿黄色，质轻，细腻，多孔隙，疏松，具生物结构，块状构造及微细层理构造。不同形状硅藻含量大于90%，粘土含量小于5%，矿物碎屑1%左右。矿石密度1.25~1.29 g/cm3, 干体松散密度为0.5~0.6g/cm3。
含粘土硅藻土为较主要矿石类型。硅藻含量大于75%，粘土含量5~25%，矿物碎屑2%左右。干体松散密度为0.56~0.63g/cm3。其它特征与上述硅藻土相同。
粘土质硅藻土，灰白—灰黄色，较致密，粘性较强，具块层状及微层状构造。硅藻含量50~70%，粘土矿物25~30%，矿物碎屑5%左右。干体松散密度为0.58~0.65g/cm3。
硅藻粘土，灰黄—灰绿色，较致密，粘结性强，具块层状及微层状构造，硅藻含量30~40%，粘土矿物5%，矿物碎屑3~10%左右。这种矿石常具波状斜层理，多为硅藻土与粘土之间的过渡类型。
用途作用
由于硅藻土具有孔隙度大、吸附性强、容重小、熔点高、隔热吸音、化学性能稳定等工艺特性，所以被广泛应用于轻工、化工、建材、环保、农药和化肥等许多领域。
硅藻土在工业过滤领域，可被用来加工成助滤剂用于啤酒、饮料、油脂、化学试剂、药品和水体的过滤;在填充材料领域，硅藻土可用作油漆、涂料、塑料、橡胶和改性沥青的填充剂，改善填充制品的性能;在建材工业领域，硅藻土被用来生产保温板、保温砖、保温管和微孔硅酸钙板保温隔热制品;在环保领域，硅藻土被用来处理工业废水和生活污水;在石油化工领域，硅藻土可作为氢化过程的镍催化剂、生产硫酸中的钒催化剂的载体。可利用其碱反应活性制取白炭黑;在化肥和农药领域，硅藻土是较理想的载体和防结块剂;硅藻土还作为加工精细磨料、抛光剂、清洗剂、气相色谱载体、洗涤剂、化妆品和炸药密度调节剂等产品的原材料。
由于硅藻土特殊的结构构造，使其具有许多特殊的技术和物理性能，如大的孔隙度，较强的吸附性，质轻、隔音、耐磨、耐热并有一定的强度，可用来生产助滤剂、吸附剂、催化剂载体、功能填料、磨料、水处理剂、沥青改性剂(填料)等，广泛应用于轻工、食品、化工、建材、石油、医药、高等级公路建设等领域。表1为硅藻土的主要用途和质量要求。
表1 硅藻土的主要用途和质量要求
| 应用领域 |
主要用途 |
技术要求 |
| 工业过滤 |
生产助滤剂用于啤酒、饮料、炼油、油脂、化学试剂、药品、水等液体的过滤 |
要求非晶质SiO2的含量大于80%，有适当的粒级和形态特征，有害微量元素含量不应超过规定标准 |
| 填料和颜料 |
油漆、涂料、橡胶、塑料、改性沥青(高等级公路路面材料)等 |
原矿硅藻含量较高或经过选矿提纯的硅藻精土 |
| 保温隔热和轻质建材 |
轻质保温板、保温砖、保温管、微孔硅酸钙板等 |
要求非晶质SiO2的含量大于55%，其它杂质不起决定性作用 |
| 环保 |
工业废水和生活污水的处理、水体净化 |
要求非晶质二氧化硅含量高、粘土及石英、长石和其它矿物碎屑少的硅藻精土 |
| 石油化工 |
氢化过程中镍催化剂、生产硫酸中的钒催化剂及石油磷酸催化剂等的载体、制备白炭黑 |
比表面积和孔隙体积越大越好 |
| 化肥、农药 |
化肥、农药的载体和防结块剂 |
比表面积和孔隙体积越大越好 |
| 其它 |
精细磨料、抛光剂、清洗剂、气相色谱载体、清洗剂、化妆品、炸药密度调节剂等 |
要求非晶质二氧化硅含量高、粘土及石英、长石和其它矿物碎屑少的硅藻精土 |
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